JPH0542949Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は自動車等車両のパワーアシストを行う
電動式のパワーステアリング装置に関する。

（従来の技術） 近時、操舵性、安定性の面からいわゆるパワー
ステアリング装置が車両に装着され、その普及も
著しいものがある。パワーステアリングの目的は
操舵に関する運転者の負担軽減にあり、要求され
る諸機能としては、操舵力の軽減、操舵に応じた
適切な反力のフイードバツク、操舵のなめらかさ
等がある。また、これらの諸機能を実現する装置
についての装着性が良いことも要求される。

このようなパワーステアリング装置には油圧
式、電動式等のタイプがあるが、系統のシンプル
な点から電動式が着目されている。

従来のこの種の電動式動力操舵装置としては、
例えば、実開昭60−180680号公報に記載されたも
のがあり、第３図のように示される。同図におい
て、手動による操舵力はステアリングホイール１
から入力され、ステアリングコラム２に回動自在
に支持されたステアリングシヤフト３により平行
軸歯車機構４に伝達される。この操舵力は平行軸
歯車機構４において両軸が平行な歯車５，６を介
して出力軸７に伝達され、補助動力としてステア
リングコラム２に配設された電動機８の回転力が
ジヨイント９を介して付与される。動力補助され
た操舵力は出力軸７よりジヨイント１０を介して
ステアリングギヤ機構１１のピニオン１２に伝達
され、ピニオン１２の回転変位がラツク１３によ
つて直線変位に変換され操舵される。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の電動式動力操
舵装置にあつては、ステアリングコラム２および
ステアリングシヤフト３に平行軸歯車機構４を設
け、平行軸歯車機構４の出力軸７にステアリング
コラム４に配設された電動機８を接続する構成と
なつていたため、ステアリングコラム２、ステア
リングシヤフト３、平行軸歯車機構４および出力
軸７が一体となり装置全体が大型となる。また、
周知のように車両におけるステアリング装置の装
着部は非常に狭い。したがつて、このような大型
の装置の装着は困難であるという問題点があつ
た。

（考案の目的） そこで本考案は、ステアリングシヤフトとステ
アリングギヤ機構との間に操舵力の伝達方向変換
用のトランスフアギヤ機構を設け、トランスフア
ギヤ機構に電動機を一体的に配設することによ
り、トランスフアギヤ機構と電動機とをユニツト
化し取付位置の自由度を高めて、装置の装着性の
向上を図ることを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本考案による電動式動力操舵装置は上記目的達
成のため、ステアリングホイールの操舵力を伝達
するステアリングシヤフトと、ステアリングシヤ
フトの回転変位を直線変位に変換するステアリン
グギヤ機構と、これらステアリングシヤフトとス
テアリングギヤ機構との間に介在されて操舵力の
伝達方向を変換するトランスフアギヤ機構とを有
し、該トランスフアギヤ機構を、前記ステアリン
グシヤフトに接続された入力軸と、前記ステアリ
ングギヤ機構に接続された出力軸と、これら入出
力軸を回転可能に支持するハウジングと、前記入
出力軸の各端部に固設されて互いに噛合するトラ
ンスフアギヤと、前記ハウジングに固設されてト
ランスフアギヤを覆うカバーとから構成し、電動
機の動力をステアリングギヤ機構に伝達して操舵
力の動力補助を行う電動式動力操舵装置におい
て、前記電動機を前記ギヤケースのカバーの外壁
面に取り付けるとともに、該電動機の駆動軸を前
記カバー内に突出させて前記入力軸または出力軸
のどちらか一方に接続したことを特徴とする電動
式動力操舵装置を備えている。

（作用） 本考案では、ステアリングシヤフトとステアリ
ングギヤ機構との間に操舵力の伝達方向を変換す
るトランスフアギヤ機構が設けられるとともにト
ランスフアギヤ機構に電動機が一体的に配設され
る。したがつて、トランスフアギヤ機構と電動機
とが別のユニツトとならず取付位置の自由度が高
まり、装置の装着性が向上する。

（実施例） 以下、本考案を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案の第１実施例を示す図であり、
本考案を自動車等車両のパワーステアリング装置
に適用した例である。

まず、構成を説明する。第１図において、２１
はステアリングホイールであり、ステアリングホ
イール２１の操舵力はステアリングシヤフト２２
およびジヨイント及びシヤフト２３を介してトラ
ンスフアギヤ機構２４の一部を形成する入力軸２
５に伝達される。

入力軸２５は大径部２５ａ、小径部２５ｂ、お
よびネジ部２５ｃからなり、ハウジング２６に配
設されたベアリング２７およびブツシユ２８によ
り回動自在に支持される。

ベアリング２７は大径部２５ａと小径部２５ｂ
との段部に当接するように配設され、ネジ部２５
ｃに螺合するナツト２９によつて締付け固定され
る。ベアリング２７はリテーナ３０内でストツプ
リング３１によつて軸方向を規制され、リテーナ
３０と入力軸２５の間にはダストシール３２が介
挿される。リテーナ３０はハウジング２６内に螺
合しており、ロツクナツト３３によつて固定され
る。大径部２５ａの先端にはカサ歯車３４が固着
され、カサ歯車３４はカサ歯車３５と所定の角度
および所定のギヤ比で噛合している。カサ歯車３
５は出力軸３６に固着されており、出力軸３６は
ハウジング２６に固定されたベアリング３７およ
びブツシユ３８及びベアリング４５によつて回動
自在に支持される。出力軸３６は大径部３６ａ、
小径部３６ｂおよびネジ部３６ｃからなり、小径
部３６ｂにはベアリング３７が嵌合している。出
力軸３６はナツト３９をネジ部３６ｃに螺合する
ことによつて軸方向に固定支持される。

ベアリング３７はハウジング２６内にストツプ
リング４０によつて固定される。出力軸３６、ベ
アリング３７が配設されているハウジング２６の
開口部にはダストシール４１が配設されており、
ダストシール４１はゴミ等の侵入を阻止する。ま
た、出力軸３６には電動機４２のシヤフト４２ａ
が接合部３５ａ，４２ｂで接合しており、電動機
４２はハウジング２６に固設されトランスフアギ
ヤを覆うカバー４３に取り付けられる。前記ハウ
ジング２６とカバー４３は全体としてギヤケース
を構成する。該ギヤケースはトランスフアギヤで
あるカサ歯車３４，３５を内装している。したが
つて、入力軸２５に伝達されたステアリングホイ
ール２１からの操舵力はカサ歯車３４，３５を介
して出力軸３６に伝達されるとともに、出力軸３
６には電動機４２の補助動力がシヤフト４２ａよ
りカサ歯車３５を介して伝達される。

出力軸３６に伝達された操舵力はジヨイント及
びシヤフト４４を介してステアリングギヤ機構５
１の一部を形成するピニオン５２に伝達される。

なお、上記入力軸２５、ハウジング２６、ベア
リング２７、ブツシユ２８、ナツト２９、リテー
ナ３０、ストツプリング３１、ダストシール３
２、ロツクナツト３３、カサ歯車３４，３５、出
力軸３６、ベアリング３７，４５、ブツシユ３
８、ナツト３９、ストツプリング４０およびダス
トシール４１およびカバー４３はトランスフアギ
ヤ機構２４を構成する。

ピニオン５２はギヤハウジング５３に固定され
たベアリング５４、ベアリングブツシユ５５によ
つて回動自在に支持されており、この中央ピニオ
ン部はラツク５６と噛合している。ラツク５６は
ギヤハウジング５３内に摺動自在に設けられてお
り、ラツク５６はピニオン５２にリテーナ５７を
介してスプリング５８によつて押圧される。スプ
リング５８はリテーナ５７およびアジヤストスク
リユ５９に形成された凹部内に介挿されており、
アジヤストスクリユ５９はハウジング５３に螺合
しロツクナツト６０によつて固定される。なお、
６１はシールである。したがつて、ピニオン５２
に伝達された操舵力はラツク５６に伝達される。
すなわち、ピニオン５２の回転変位がラツク５６
の直線変位に変換される。

一方、電動機４２は電動機駆動回路７１からの
駆動信号によつて駆動され、電動機駆動回路７１
は制御回路７２からの制御信号によつて制御され
る。制御回路７２は、例えばマイクロコンピユー
タによつて構成され、制御回路７２には操舵力セ
ンサ７３および車速センサ７４からの信号が入力
される。操舵力センサ７３はスプリングシヤフト
２２に装着されステアリングホイール２１の操舵
力の方向および大きさを検出するものである。こ
のような操舵力を検出するものとしては、例えば
トルクにより生じる歪量を電気量に検出する歪ゲ
ージ式のもの、トルクによる捩れを変位量として
電気的に検出するポテンシヨ式のもの、あるいは
捩れ変位を磁界の変化量として検出するホール素
子を利用するものが用いられている。また、操舵
角を検出するものとしては、例えば回転板のスリ
ツトを通過する光をパルス信号として検出する方
式のものが用いられる。車速センサ７４は車速を
検出するもので、例えば、スピードメータの信号
等が利用される。

制御回路７２は各センサ７３，７４からの検出
情報に基づき内部に格納されているプログラムに
従つて車両の操舵力補助に必要な処理値を演算
し、必要に応じて制御信号を電動機駆動回路７１
に出力する。電動機駆動回路７１は制御信号が入
力されると、この信号から操舵力補助に必要な駆
動信号を発生させて電動機４２に出力する。電動
機４２は駆動信号に応じた回転力を発生し、この
回転力をシヤフト４２ａからカサ歯車３５に伝達
する。

次に、作用を説明する。

ステアリングホイール２１が操舵されると、そ
の操舵力はステアリングシヤフト２２、ジヨイン
ト及びシヤフト２３を介してトランスフアギヤ機
構２４に伝達される。トランスフアギヤ機構２４
内では操舵力が入力軸２５からカサ歯車３４，３
５を介して出力軸３６に伝達されるとともに、そ
の伝達方向が変換される。ここでいう伝達方向は
入力軸２５に対する出力軸３６の軸心の方向であ
り、その方向は車両のスペース等により決定され
る。方向変換された操舵力は出力軸３６からジヨ
イント及びシヤフト４４を介してステアリングギ
ヤ機構５１に伝達される。ステアリングギヤ機構
５１では操舵力がピニオン５２よりラツク５６に
伝達され、ラツク５６が直線運動する。また、ス
テアリングホイール２１の操舵力および操舵方向
は操舵力センサ７３により検出され、車速は車速
センサ７４により検出される。これら各センサ７
３，７４の検出結果から今回の操舵力補助に必要
な処理値が制御回路７２で演算され、電動機駆動
回路７１から駆動信号が電動機４２に出力され
る。これにより、電動機４２が真に操舵力の補助
を必要とするときのみ正転あるいは逆転して操舵
力、操舵方向および車速に応じた電気的動力を発
生させる。この動力がシヤフト４２ａから出力さ
れ、ステアリングホイール２１の操舵力の補助力
として作用する。このため、ステアリングに際し
て適切なパワーアシストがなされる。この場合、
電動機４２はパワーアシストに必要な場合のみ駆
動されるから、所要動力の低減が図られる。

トランスフアギヤ機構２４の組立時において
は、カサ歯車３４，３５のバツクラツシユの調整
が必要である。本実施例では出力軸３６の軸方向
がベアリング３７，４５及びナツト３９により規
制され、入力軸２５の軸方向はリテーナ３０のネ
ジ調節で行うことができる。したがつて、カサ歯
車３４，３５のバツクラツシユの調節が容易にで
きる。

車両装着時においては、本実施例はステアリン
グシヤフト２２とステアリングギヤ機構５１との
間にトランスフアギヤ機構２４をジヨイント及び
シヤフト２３，４４を介して接続しており、トラ
ンスフアギヤ機構２４と電動機４２を一つのユニ
ツトとした構成となつている。また、トランスフ
アギヤ機構２４の入力軸２５および出力軸３６は
車両のレイアウトに応じた角度で配置させ所要の
角度で操舵力の伝達方向を変換できる。したがつ
て、ステアリングシヤフト２２の周辺がシンプル
となり、また、トランスフアギヤ機構２４で操舵
力の伝達方向を変換しているためレイアウトの自
由度が高くなり装置の装着性が向上するとともに
他の車両への装着を容易なものとしている。

また、トランスフアギヤ機構２４はマニユアル
のステアリング装置と共用することもでき。マニ
ユアルステアリング装置の装着車両も電動機４２
を装置の変更なく後付けできコスト低減を図るこ
とができる。

さらに、トランスフアギヤ機構２４および電動
機４２をジヨイント及びシヤフト２３，４４によ
り車室外部へ配置できるため、トランスフアギヤ
機構２４および電動機４２が発生する音の車室内
への侵入を遮断でき、騒音防止という点でも有利
である。本実施例は特にステアリングシヤフトの
延長線上またはその近傍にステアリングギヤ機構
を配置できない構造の車両に適しており、例え
ば、ワンボツクスタイプのようにステアリングホ
イールよりステアリングギヤ機構が後方（第１図
において左側は車両前方、右側は後方である）に
ある車両があげられる。

次に、第２図は本考案の第２実施例を示す図で
ある。第１実施例はステアリングホイールよりス
テアリングギヤ機構が車両の後方に位置するワン
ボツクスタイプ等の車両に適しているのに対し
て、本実施例はステアリングホイールよりステア
リングギヤ機構が前方（第２図において左側は車
両前方、右側は後方である）、または、その近傍
に位置する車両において適応するようにレイアウ
トしたものであり、本考案の車両装着性が高いこ
とを示している。

本実施例の構成および作用は前記の第１実施例
と同様であり、図中の部材番号は第１実施例と同
様であり主要部材のみ示す。

なお、カバー４３に入力軸線と直交するように
平面部を設け、該平面部にモータを取り付け、入
力軸とモータ軸を連結してもよい。

（効果） 本考案によれば、ステアリングシヤフトとステ
アリングギヤ機構との間に操舵力の伝達方向変換
用のトランスフアギヤ機構を設け、トランスフア
ギヤ機構に電動機を一体的に配設しているので、
トランスフアギヤ機構と電動機のユニツト化がで
きるとともに取付位置の自由度を高めることがで
き、装置の装着性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る電動式動力操舵装置の第
１実施例を示すその全体構成図、第２図は本考案
に係る電動式動力操舵装置の第２実施例を示すそ
の全体構成図、第３図は従来の電動式動力操舵装
置を示すその概略構成図である。 ２１……ステアリングホイール、２２……ステ
アリングシヤフト、２４……トランスフアギヤ機
構、２５……入力軸、２６……ハウジング、３４
……カサ歯車（トランスフアギヤ）、３５……カ
サ歯車（トランスフアギヤ）、３６……出力軸、
４２……電動機、４３……カバー、５１……ステ
アリングギヤ機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ステアリングホイールの操舵力を伝達するステ
   アリングシヤフトと、ステアリングシヤフトの回
   転変位を直線変位に変換するステアリングギヤ機
   構と、これらステアリングシヤフトとステアリン
   グギヤ機構との間に介在されて操舵力の伝達方向
   を変換するトランスフアギヤ機構とを有し、該ト
   ランスフアギヤ機構を、前記ステアリングシヤフ
   トに接続された入力軸と、前記ステアリングギヤ
   機構に接続された出力軸と、これら入出力軸を回
   転可能に支持するハウジングと、前記入出力軸の
   各端部に固設されて互いに噛合するトランスフア
   ギヤと、前記ハウジングに固設されてトランスフ
   アギヤを覆うカバーとから構成し、電動機の動力
   をステアリングギヤ機構に伝達して操舵力の動力
   補助を行う電動式動力操舵装置において、前記電
   動機を前記ギヤケースのカバーの外壁面に取り付
   けるとともに、該電動機の駆動軸を前記カバー内
   に突出させて前記入力軸または出力軸のどちらか
   一方に接続したことを特徴とする電動式動力操舵
   装置。